Con el fin de simplificar la complejidad de cualquier red, los diseñadores de red estructuran en diferentes módulos las reglas de interconexión entre equipos informáticos. El objetivo es dividir la problemática inicial en subproblemas más sencillos. Para cada uno de estos subproblemas se crea un subconjunto de programas y reglas que le den solución, de tal forma, que cada subproblema puede ser tratado y desarrollado de forma independiente del resto de subproblemas.  A cada uno de los módulos de la interconexión de equipos se le llama nivel o capa.

 

El proceso de descomposición del problema de comunicaciones en niveles hace posible la normalización de cada nivel de forma independiente y la posible modificación de una capa sin afectar a las demás. 
Una arquitectura de una red basada en niveles estará formada por un conjunto organizado de capas o niveles con sus servicios y protocolos. 

Las capas están jerarquizadas. El número de capas y sus servicios y funciones es variable según el tipo de red. Sin embargo, en cualquier red, cada capa provee servicios a las capas superiores, haciendo transparente el modo en que estos servicios se llevan a cabo.  En las redes estructuradas en capas, las únicas relaciones que existen son entre dos capas consecutivas. Cada nivel debe ocuparse exclusivamente de su nivel inmediatamente inferior, a quien  solicita servicios, y del nivel inmediatamente superior, a quien devuelve resultados.

Se llama interfaz de capa al conjunto de normas de intercomunicación entre capas.


El interfaz que la capa inferior ofrece a la superior, se gestiona como una estructura de primitivas. Las primitivas son las llamadas entrantes o salientes que sirven para solicitar servicios, devolver resultados, confirmar peticiones, etc.  La capa N sólo puede solicitar servicios a la capa N-1 a través de los puntos de acceso. La primera capa es una excepción, pues no tiene ninguna otra por debajo a quien solicitar servicios. Esta capa se encarga fundamentalmente de operar con los medios de transmisión.

Los interfaces proporcionan los puntos de acceso a los servicios: 


Si se cambia algo en la capa N, ninguna otra capa se sentirá afectada siempre que se conserven las estructuras de los interfaces. Esto hace que las arquitecturas basadas en niveles sean muy flexibles y poco sensibles a los cambios tecnológicos que se producen por evolución en las funciones y en los servicios de las redes.
Entre máquinas diferentes, el proceso de comunicación se produce entre las capas equivalentes. Se dice que la capa N de un emisor se comunica con la capa N de un receptor a través de un protocolo de capa N. Realmente, la petición de servicios va descendiendo por la estructura de capas del emisor hasta el nivel más bajo, que transmite físicamente la señal al receptor. A partir de ese nivel, se inicia el viaje ascendente por las capas del receptor, hasta llegar a la capa que solicitó el servicio en el emisor. 


Al nodo emisor le parece que la comunicación se ha producido entre capas del mismo nivel. Por tanto, todo el proceso anterior ha sido transparente. 

Ventajas
 
  • Son fáciles de cambiarSe pueden modificar e insertar nuevos servicios en un nivel cambiando los programas que gestionan un nivel sin que afecte a los programas asociados a otros niveles. Basta con mantener las conexiones o interfaces que la unen  con la capa inferior y superior, y sustituir el programa por otro nuevo que realice el tratamiento adecuado. 
  • Se pueden insertar nuevos niveles en la arquitectura sin que haya que modificar los programas de los otros niveles.

 

TIPOS de servicios

Cada capa de una arquitectura de red define un conjunto de servicios que son utilizados por los niveles superiores. Estos servicios hacen uso, a su vez, de los niveles inferiores. Sólo los servicios de la capa más baja son los que envían o reciben los datos por el medio físico de transmisión. 

Las capas suelen ofrecer los mismos tipos de servicio que las capas inferiores. 
Una capa cualquiera ofrece dos clasificaciones diferentes de tipos de servicios: 
  • por tipo de conexión 
  • por método de acuse

 

TIPOS POR TIPO DE CONEXIÓN
  • Servicios orientados a conexión: Para transferir información, es necesario que primero se establezca una conexión entre el emisor y el receptor. Para ello, es necesario que ambos se intercambien cierta información de control. Una vez que se ha establecido la conexión, se envían los datos. Cuando se quiere finalizar, hay que terminar la conexión. Un ejemplo de este tipo de servicios es el sistema telefónico, donde cada usuario establece una conexión con otra persona que desea hablar marcando su número de abonado. 
  • Servicios no orientados a conexión: No se establece una conexión para transferir los datos, sino que los datos se envían directamente. Puesto que no hay conexión cada mensaje tiene que llevar la dirección del destino. Un ejemplo de este servicio es el envío y recepción de mensajes SMS. 

 

TIPOS POR ACUSE DE RECIBO
  • Servicios confirmados (fiables): El emisor recibe una confirmación de que el mensaje llegó correctamente al destinatario. Si la confirmación no llega o llega una confirmación negativa, el emisor debe volver a enviar el mensaje. 
  • Servicios no confirmados (no fiables): Cuando el emisor envía un mensaje no sabe si el destinatario lo recibió correctamente, ya que no recibe ninguna confirmación posterior. 

Los servicios de capa pueden ser entonces:

  • Servicios orientados a la conexión y confirmados 
  • Servicios orientados a la conexión y no confirmados 
  • Servicios no orientados a la conexión y confirmados 
  • Servicios no orientados a la conexión y no confirmados 
Estos tipos de servicios se utilizan dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, un usuario que visualiza una película digital por cable querrá que le llegue la mayor cantidad de fotogramas por segundo sin perder una parte pequeña de ellos. Los retrasos producidos al enviar los acuses de recibo pueden ralentizar la comunicación. Por lo que se precisará de un servicio orientado a la conexión y no fiable. 
 
En otras aplicaciones, como la transferencia de ficheros, el usuario requerirá que todos los dígitos lleguen bien aunque la velocidad sea menor; en este caso, pedirá un servicio orientado a conexión y fiable. 

En algunas aplicaciones, como el envío de mensajes cortos SMS, el usuario no desea establecer la conexión, ya que el receptor puede encontrarse ausente en ese momento, por lo que deseará un servicio no orientado a conexión y, si estos mensajes son importantes y deben llegar correctos al destino, también confirmado. 

Ejemplo: .

 Ejemplo: La estructura de una empresa de transportes es una buena analogía de como funciona una arquitectura basada en niveles. Una empresa de transportes suele disponer de: un departamento de administración, un departamento de ventas, administradores de distribución, trabajadores de almacenes, y conductores de camiones. Se puede considerar que cada uno de estos grupos es un nivel diferente. Cada uno de ellos depende de los servicios de los departamentos (niveles) adyacentes y, en general, no les afectan las necesidades de los departamentos que no están directamente relacionados con ellos. Los conductores necesitan los servicios de los trabajadores de los almacenes para localizar y entregar los materiales. Sin embargo, los conductores de los camiones no necesitan conocer el funcionamiento del departamento de ventas. Cada departamento podría cambiar su modo de funcionamiento, y algún departamento podría cambiar a sus empleados de puesto, pero las reglas generales de comunicación entre niveles no cambiarían. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuentes y enlaces de interés:
- redes locales                         - ediciones eni
- Riunet Proyecto                     - ipv6.mx
- tlm.unavarra.es                     - ipv6.br
- consulintel_ipv6_spain           - Planificacion course
- mikroways.net                      - Protocolo redes
- Site RedesLocales